青島版小學科學五年級下冊《通電的線圈》教學設(shè)計
一、教科書說明
本課是在三年級下冊“電的本領(lǐng)”單元認識、了解了電的作用的基礎(chǔ)上，進一步研究電的另一個作用：電生磁，即電能與電磁能的轉(zhuǎn)化。通過制作電磁鐵、探究電磁鐵特性、制作電磁起重機的活動，讓學生知道電能產(chǎn)生磁，探究影響電磁鐵磁極、磁性大小的因素，了解電磁鐵的應(yīng)用，能做控制變量的簡單探究性實驗，會設(shè)計簡單的實驗記錄表格，能綜合運用所學的知識，制作帶有創(chuàng)作性的科技作品——電磁起重機，從而激發(fā)學生樂于用學到的科學知識改善生活的情感態(tài)度。
活動準備：
教科書以問題形式提示了本課探究活動的主題：“電磁起重機是怎樣工作的？”一是提示學生本課探究活動的主題，二是提示學生課前觀察、了解電磁起重機的工作原理，并對電磁鐵進行初步的課前探究。文字提示了本課需要準備的材料：廢舊電鈴、電話聽筒、玩具車馬達等，為研究電磁鐵的結(jié)構(gòu)及原理做好準備；鐵釘、包皮細電線、鱷魚夾、電池、膠帶、閘刀開關(guān)、大頭針、小磁針等，為制作電磁鐵、研究影響電磁鐵磁極、磁力大小的因素及制作電磁起重機做好準備。
活動過程：
☆活動一：它們是怎樣工作的？
包括兩個環(huán)節(jié)：
一是教科書展示了幾種利用電磁鐵原理做成的物品：電鈴、電話聽筒、馬達、高音喇叭。意在提示學生將帶來的廢舊物品進行拆卸，利用“解暗箱”的方法探究其內(nèi)部構(gòu)造，從而發(fā)現(xiàn)電磁鐵的共同特點，初步認識電磁鐵的結(jié)構(gòu)，為制作電磁鐵的活動做好了鋪墊。本環(huán)節(jié)的設(shè)計符合學生的認知規(guī)律，具有很強的探究性，易于激發(fā)學生的好奇心和求知欲，在學生經(jīng)歷科學探究的過程中培養(yǎng)學生學科學的興趣和科學探究精神。
二是以正文形式呈現(xiàn)了電磁鐵的概念：像電鈴、馬達、聽筒這樣，利用電流通過繞制的線圈產(chǎn)生磁性的裝置叫做電磁鐵。文字還呈現(xiàn)了電磁鐵的基本結(jié)構(gòu)：鐵芯和線圈。最后一句文字說明了電磁鐵的作用：電磁鐵是將電能轉(zhuǎn)化成電磁能的裝置，使學生意識到電磁鐵的工作過程也就是能量的轉(zhuǎn)化過程。
本活動設(shè)計目的是引導(dǎo)學生利用“解暗箱”的方法，探究電磁鐵的結(jié)構(gòu)及作用，使學生初步意識到電可以產(chǎn)生磁，培養(yǎng)學生的科學探究能力，激發(fā)學生的科學探究興趣，為下一步探究電磁鐵的特性做好鋪墊。
☆活動二：做個電磁鐵，研究它的特性。
包括三個環(huán)節(jié)：
一是教科書展示了一幅學生制作電磁鐵的情景圖。一生正在繞制電磁鐵，一生正在組裝電路，桌子上擺放著各種制作電磁鐵的材料，意在提示學生根據(jù)自己準備的材料和自己對電磁鐵結(jié)構(gòu)的認識組裝電磁鐵，培養(yǎng)學生的原型模仿、創(chuàng)造及動手能力。情景圖還蘊含著小組分工合作的提示，目的是培養(yǎng)學生的合作意識和交流能力。
二是在制作電磁鐵的基礎(chǔ)上，教科書提供了一幅學生探究活動情景圖。一生語言“什么樣的電磁鐵磁性大？”提示學生針對電磁鐵提出問題，如電磁鐵有沒有極性？電磁鐵和磁鐵有什么相同點和不同點？影響電磁鐵極性的因素有哪些？影響電磁鐵磁性大小的因素有哪些？等等，學生可以根據(jù)自己的知識經(jīng)驗、個性傾向提出自己的疑問，從而使學生能從不同角度對電磁鐵提出問題，培養(yǎng)學生的問題意識。學生語言“設(shè)計表格做好記錄”意在提示學生設(shè)計實驗記錄表記錄實驗數(shù)據(jù)，獲得第一手資料，培養(yǎng)學生自行設(shè)計實驗表格、整理實驗數(shù)據(jù)的能力。
三是教科書提供了一個完整的探究過程范例，引導(dǎo)學生按照提出研究主題——“我們的研究主題”、猜想與假設(shè)——“我們的假設(shè)”、實驗與記錄——“我們的記錄”的思路展開探究活動。本環(huán)節(jié)的設(shè)計目的在于提供一個供參考的研究思路的同時，引領(lǐng)學生利用自己喜歡的方式進行展示與交流活動，相互借鑒探究方案，共享探究成果。
本活動過程從制作與實驗兩方面展開，是本課的主體活動，尤其是實驗探究磁鐵的特性環(huán)節(jié)，是本課活動的核心，主要完成以下幾方面的目標：知道電磁鐵通電有磁性、斷電磁性消失；知道電磁鐵磁極、磁力大小與電池極性、繞線方向、線圈匝數(shù)的關(guān)系。在這一環(huán)節(jié)的設(shè)計上，教科書沒有給學生太多的提示和引導(dǎo)，更沒有展示實驗的過程和步驟，充分體現(xiàn)了教科書的開放性和自主性，給學生自行設(shè)計實驗、驗證猜想、展示自我提供了一個開放的時間和空間，把學習的自主權(quán)真正交給了學生，學生真正變成了學習的主人。在這樣寬松的情境中，學生的問題是多元的，思路是開闊的，活動是自主的，他們就會從多個角度提出問題，設(shè)計不同的方案研究問題，從而認識電磁鐵的特性。另外，靈活的實驗記錄也為學生的表達與交流開放了空間，擴展了學生的交流方式，豐富了學生的交流形式。
自由活動：
以“做個電磁起重機”為主題，教科書展示了三組學生活動情景圖：第一組是四個學生在分組制作電磁起重機，提示學生用自己準備的材料設(shè)計、制作電磁起重機，培養(yǎng)學生能綜合運用所學知識，制作帶有創(chuàng)造性的科技作品的能力；第二、三組是學生用自制的電磁起重機吊起大頭針的活動情景，卡通語言“我們的起重機吊起的重物多”提示學生開展用自制的電磁起重機吊起重物的比賽活動，從而進一步鞏固和綜合應(yīng)用實驗探究的成果，激發(fā)學生學科學、用科學的積極性和主動性，培養(yǎng)學生的科學情趣和科學精神。
拓展活動：
提出兩個拓展活動的建議：1。生活中人們利用電磁鐵的地方很多，找一找，它們都有什么作用？2。電可以產(chǎn)生磁，磁能不能產(chǎn)生電呢？第一個活動為學生的課后研究提供了指向，使學生在生活應(yīng)用中進一步認識電磁鐵的特性，關(guān)心日常生活中有關(guān)電磁鐵方面的科技新產(chǎn)品、新事物，關(guān)注與科學有關(guān)的社會問題，樂于用學到的知識改善生活。第二個活動指向于進一步研究能量間的相互轉(zhuǎn)化，從而使學生意識到能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。
二、教學目標
1．能應(yīng)用已有的知識和經(jīng)驗對電磁鐵的特性作假設(shè)性解釋；能提出進行探究活動的大致思路；能做控制變量的簡單探究性實驗，會設(shè)計簡單的實驗記錄表和實驗報告；能綜合運用所學知識，選擇合適的材料制作帶有創(chuàng)造性的科技作品——電磁起重機；能用自己擅長的方式（圖表或文字）表述研究過程和結(jié)果。
2．尊重證據(jù)；愿意合作交流；尊重他人的勞動成果；關(guān)心日常生活中有關(guān)電磁鐵方面的科技新產(chǎn)品、新事物，關(guān)注與科學有關(guān)的社會問題；樂于用學到的知識改善生活。
3．知道電能產(chǎn)生磁；學會制作電磁鐵；知道影響電磁鐵磁極、磁力大小的因素；了解電磁鐵的應(yīng)用。
三、教學建議
活動準備：
本課除了教科書中提到的研究電磁鐵構(gòu)造和制作電磁鐵所用的材料這方面的準備以外，教師還可以布置學生收集其他的利用電磁鐵的物品，如電磁繼電器、定時器、溫控開關(guān)等。制作鐵芯的材料除了鐵釘外，還可以用細長的螺母、鐵棒等代替，為了防止磁化，可將這些用作鐵芯的材料放在鍋爐或爐子中“退火”。繞制線圈的材料除了包皮細電線外，還可以用從廢舊馬達、變壓器上解下的漆包線來代替。
活動過程：
本課教學可以從交流學生課前材料的準備和對電磁起重機的觀察與了解引入。如一上課，可以先讓同學們簡單談一談?wù)n前準備與探究的情況，然后教師引導(dǎo)學生對課前活動情況進行總結(jié)和評議。
也可以讓學生展示自己課前收集的用電磁鐵做成的物品，交流收集過程中遇到的問題、解決的辦法及感受體會，從而導(dǎo)入新課。
還可以播放事先準備的電磁起重機的音像資料，充分調(diào)動學生的各種感官參與到活動中來，喚起學生的生活經(jīng)驗，提出自己的問題，進而導(dǎo)入新課。
☆活動一：
可以先讓學生以小組為單位研究帶來的廢舊電鈴、電話聽筒、玩具車馬達、電磁繼電器等物品，引導(dǎo)學生利用“解暗箱”的方法探究它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，結(jié)合生活經(jīng)驗認識它們的作用。可以讓學生拆解這些物品，并將各部分按一定的順序擺放到桌子上。在拆解的基礎(chǔ)上讓學生比較這些物品的相同點，進而發(fā)現(xiàn)電磁鐵的共同點：都有鐵芯和線圈。此時，教師可以出示電磁鐵的概念，從而使學生認識什么是電磁鐵。然后教師可以提出問題：“你們認為電磁鐵有什么作用？”，讓學生結(jié)合生活經(jīng)驗，充分闡述自己的觀點。學生可以交流某一種電磁鐵的具體用途，也可以從能量轉(zhuǎn)化的角度解釋電磁鐵的作用，學生只要說的有道理，教師都應(yīng)該給予肯定。在充分交流的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學生最終歸結(jié)到能量轉(zhuǎn)化的觀點上來，即：電磁鐵是將電能轉(zhuǎn)化成電磁能的裝置。
在學生拆解電磁鐵制成的物品時，教師可以讓學生用圖示的方式將觀察到的電磁鐵組件畫出來，從而使學生更清晰的認識電磁鐵的結(jié)構(gòu)，為后面制作電磁鐵建立模型，做好鋪墊。
這一活動的主要方式是讓學生“解暗箱”，這是學生非常喜歡的活動。每個學生都有探究陌生領(lǐng)域的欲望，都有將不熟悉的物品拆解開來探究內(nèi)部構(gòu)造的沖動，這是難能可貴的，教師要緊緊抓住學生的這一特點，適當?shù)亟o予指導(dǎo)，讓學生大膽的進行拆解，發(fā)現(xiàn)其中的奧妙。
最后引導(dǎo)學生對活動過程進行總結(jié)和評價�？偨Y(jié)可以采取讓學生將探究過程和探究發(fā)現(xiàn)以圖示的方式進行展示和交流，也可以采取小組先交流匯總探究情況及發(fā)現(xiàn)，而后進行組間交流，并對各組的發(fā)現(xiàn)進行比較和評價。評價的內(nèi)容可以是探究的內(nèi)容及探究的成果，也可以是探究的方法與步驟，還可以是小組成員的合作精神與合作意識，只要學生能夠按照自己的評價標準對自己和他人進行評價即可，重在培養(yǎng)學生的評價意識和評價能力。
☆活動二：
本活動主要有兩部分組成：制作與實驗，因此，本活動可以按兩個大環(huán)節(jié)展開：第一環(huán)節(jié)主要完成制作電磁鐵的活動；第二環(huán)節(jié)主要是探究電磁鐵的特性。
在制作擺的環(huán)節(jié)，教師可以先提出一個問題“你想做一個電磁鐵嗎？想做一個什么樣的電磁鐵”，然后讓學生介紹自己帶來的材料，并在小組內(nèi)交流自己的設(shè)計意圖，可以讓學生先畫一畫，也可以讓學生對自己設(shè)計的電磁鐵進行效果預(yù)測，對用不同材料制作的電磁鐵將會出現(xiàn)的效果進行猜想。這一環(huán)節(jié)教師要鼓勵學生不局限于準備的材料，自己設(shè)計新穎、獨特的電磁鐵。要鼓勵學生暢所欲言，大膽展示自己的想法和設(shè)計，相互借鑒和完善，進一步改進和調(diào)整自己的方案，做到取長補短、資源共享。
在預(yù)測、猜想、設(shè)計的基礎(chǔ)上，組織學生按照設(shè)計展開制作活動。教師要鼓勵學生選擇自己準備的材料，可以小組結(jié)伴協(xié)做，也可以同桌合作。在制作過程中，教師要給以適當?shù)闹笇?dǎo)，隨時解決學生遇到的問題。另外，制作過程中還要注意合作與交流，體現(xiàn)同學間的互幫互助精神。
制作電磁鐵的活動完成后，教師要引導(dǎo)學生對自己或他人制作的電磁鐵進行評價，評價指標側(cè)重于樣式是否新穎、制作是否精細、外觀是否美觀等方面，評價采取自評與他評相結(jié)合的.形式。
這一環(huán)節(jié)的處理上，應(yīng)該注意讓學生盡可能的利用不同的材料制作電磁鐵，以利于后面的對比探究活動的開展。
在第二環(huán)節(jié)的處理上，可以采取以下步驟：
第一步：玩自制的電磁鐵，提出繼續(xù)探究的問題。先讓學生玩一玩自己制作的電磁鐵，看有什么發(fā)現(xiàn)。在玩的過程中，學生自然會發(fā)現(xiàn)電磁鐵通電時有磁性，斷電后磁性消失這一電磁鐵的特性。這一過程中，學生還會發(fā)現(xiàn)有的鐵釘頂尖是南極，有的卻是北極；有的電磁鐵吸的大頭針多，有的吸的少，從而提出問題，為下一步控制變量的對比探究活動豎起“靶子”。
第二步：針對問題，提出猜想與假設(shè)。教師要緊緊抓住學生提出的問題，引導(dǎo)學生嘗試解釋，尋找答案。要讓學生根據(jù)觀察同學們自制電磁鐵的不同之處，提出自己的猜想與假設(shè)，并將自己或小組的想法記錄下來�？蓞⒄障卤恚部勺约涸O(shè)計表格。
我的問題與猜想
第三步：設(shè)計實驗，驗證猜想。
本環(huán)節(jié)可以分為兩個大的探究活動，基本圍繞探究影響電磁鐵磁極和磁性大小的因素兩方面展開。學生可以選擇適合自己研究的問題，也可以組織學生有側(cè)重點的研究其中一個問題，也可以不做任何要求，作為一個大環(huán)節(jié)整體放開，給學生充足的探究空間和時間，讓學生按照自己的想法、方案自由展開探究活動，從而獲得結(jié)論。在活動之前，教師要組織學生先設(shè)計實驗方案，在小組內(nèi)論證方案的可行性，并在全班交流，進一步完善方案，實現(xiàn)資源共享。在充分交流的基礎(chǔ)上，讓學生展開探究活動，獲得結(jié)論，驗證猜想。
在這一過程中，教師要對學生的實驗設(shè)計、探究活動進行適當?shù)闹笇?dǎo)，尤其在控制變量的對比實驗設(shè)計上，要讓學生學會科學的研究方法，自行設(shè)計實驗記錄表格，記錄對比實驗數(shù)據(jù)。可參照下表。
我的實驗記錄
實驗研究的問題
研究電磁鐵磁性大小與哪些因素有關(guān)
實驗
條件
相同條件
不同條件
相同條件
不同條件
相同條件
不同條件
電池電極、線圈纏繞方向
繞制線圈的匝數(shù)
電池電極、繞制線圈的匝數(shù)
線圈纏繞方向
線圈纏繞方向、繞制線圈的匝數(shù)
電池電極
實驗現(xiàn)象
實驗結(jié)論
我 們 的 實 驗 記 錄
實驗項目
相同條件
不同條件
實驗現(xiàn)象
實驗結(jié)論
研究電磁鐵磁極與電池極性的關(guān)系
線圈纏繞方向、繞制線圈的匝數(shù)
電池電極
本活動教科書是按照“制作一個電磁鐵——實驗探究電磁鐵的特性——成果、結(jié)論”的思路編寫的。教學時，教師可以打破這一思路，靈活設(shè)計教學活動�？梢园凑找韵滤悸愤M行教學：在初步認識了電磁鐵之后，教師可以提出“制作一個電磁鐵，想辦法使你的電磁鐵磁力最大”這一問題指向，先讓學生談自己的想法，并在小組內(nèi)進行交流，然后讓學生按照自己的方案展開制作電磁鐵的活動。學生在制作電磁鐵、想辦法加大電磁鐵磁性的過程中，就會發(fā)現(xiàn)影響電磁鐵磁力大小的因素。然后教師再提出“怎樣改變電磁鐵的磁極方向”這一問題指向，讓學生依然采取上述探究過程展開探究活動，從而得出結(jié)論。
自由活動：
教師可以提出活動指向：做一個電磁起重機，比一比誰的電磁起重機“力氣大”。讓學生根據(jù)自己準備的材料制作電磁起重機，并以小組為單位進行比賽活動，推選出本組的冠軍，然后參加全班的比賽活動�？梢员纫槐日l的電磁起重機吊起的大頭針多，也可以比一比一定時間內(nèi)誰的電磁起重機運送的“貨物”多，從而鞏固和應(yīng)用探究活動成果。
本課建議兩課時完成，第一課時完成活動一和活動二制作電磁鐵部分，并玩一玩自己制作的電磁鐵，提出問題和猜想，設(shè)計驗證方案。第二課時展開主體探究活動，并完成自由活動內(nèi)容。
拓展活動：
教師可提示學生按照教科書提供的拓展活動指向進行后續(xù)研究，可以選取其中一項，也可以都選，還可以自己選擇、確定課后探究的專題或活動，教學時不做強行要求，教師可以根據(jù)教學實際靈活把握。
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